Влияние молекулярного водорода и ингибитора протеинкиназы С на функциональные показатели сперматозоидов быков

Обложка
  • Авторы: Иващенко М.Н.1, Дерюгина А.В.2, Белов А.А.1, Игнатьев П.С.3, Латушко М.И.3
  • Учреждения:
    1. ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный агротехнологический университет им. Л.Я. Флорентьева»
    2. Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского"
    3. Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод" имени Э.С. Яламова
  • Выпуск: Том 17, № 3 (2025)
  • Страницы: 43-55
  • Раздел: Физиология человека и животных
  • Статья опубликована: 31.08.2025
  • URL: https://ogarev-online.ru/2658-6649/article/view/316188
  • DOI: https://doi.org/10.12731/2658-6649-2025-17-3-1225
  • EDN: https://elibrary.ru/BAOVMS
  • ID: 316188

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Исследования по применению молекулярного водорода в качестве криопротектора для сперматозоидов крупного рогатого скота продемонстрировали положительные результаты, отмечено повышение подвижности и жизнеспособности клеток, стабилизация их мембран. Несмотря на это, механизмы действия молекулярного водорода на сперматозоиды остаются не до конца выясненными.

Цель. Исследование механизмов воздействия молекулярного водорода и ингибитора протеинкиназы С – стауроспорина на функциональную активность сперматозоидов крупного рогатого скота.

Материалы и методы. Объектом исследования послужили образцы спермы голштинизированных быков, подвергнутые различной обработке. Использовали сперму, разбавленную стандартным разбавителем «BioXcell»; сперму, разбавленную разбавителем «BioXcell», обогащенным молекулярным водородом; сперму, инкубированную с использованием стауроспорина – ингибитора протеинкиназы С; сперму, обработанную молекулярным водородом и  последующей инкубацией стауроспорином. Для каждого образца в спермиях проведен анализ кинетических показателей, энергетического статуса и интенсивности протекания свободнорадикальных процессов.

Результаты. В присутствии ингибитора протеинкиназы С – стауроспорина отмечали снижение метаболических и кинетических показателей сперматозоидов, что подтверждает непосредственное участие протеинкиназы С в поддержании структурно-функциональной целостности и активности сперматозоидов. Молекулярный водород в присутствии стауроспорина положительно влиял на исследуемые параметры спермиев быков, следовательно в трансдукции индуцируемых молекулярным водородом сигналов, помимо протеинкиназы С, задействованы и другие механизмы, которые нечувствительные к стауроспорину.

Заключение. Идентификация механизмов, детерминирующих стимулирующие эффекты молекулярного водорода на сперматозоиды быков, позволит улучшить параметры свежей спермы и технологию криоконсервации спермы.

Об авторах

Марина Николаевна Иващенко

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный агротехнологический университет им. Л.Я. Флорентьева»

Автор, ответственный за переписку.
Email: kafedra2577@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6642-8518
SPIN-код: 8510-8676

кандидат биологических наук, доцент

 

Россия, пр. Гагарина, 97, г. Нижний Новгород,  603107, Российская Федерация

Анна Вячеславовна Дерюгина

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского"

Email: deryugina@ibbm.unn.ru
ORCID iD: 0000-0001-8812-8559
SPIN-код: 7974-4600

доктор биологических наук, доцент

 

Россия, пр. Гагарина, 23, г. Нижний Новгород, 603022, Российская Федерация

Андрей Александрович Белов

ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный агротехнологический университет им. Л.Я. Флорентьева»

Email: andrey.raven@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4869-5054
SPIN-код: 1394-7694

кандидат биологических наук, доцент

 

Россия, пр. Гагарина, 97, г. Нижний Новгород,  603107, Российская Федерация

Павел Сергеевич Игнатьев

Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод" имени Э.С. Яламова

Email: ignasha2000@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-5075-7034
SPIN-код: 7956-1778

кандидат физико-математических наук

 

Россия, ул. Восточная, 33Б, г. Екатеринбург, 620100, Российская Федерация

Михаил Иванович Латушко

Производственное объединение "Уральский оптико-механический завод" имени Э.С. Яламова

Email: ancord.m@yandex.ru

кандидат технических наук

 

Россия, ул. Восточная, 33Б, г. Екатеринбург, 620100, Российская Федерация

Список литературы

  1. Антонов, М. П., Жигулина, В. В. (2012). Влияние биохимических изменений липидов сперматозоидов и спермоплазмы на фертильность эякулята. Верхневолжский медицинский журнал, (3), 47-50. EDN: https://elibrary.ru/pcqnmb
  2. Виноградова, И. Л., Багрянцева, С. Ю., Дервиз, Г. В. (1980). Метод одновременного определения 2,3 ДФГ и АТФ в эритроцитах. Лабораторное дело, (7), 424-426.
  3. Владимиров, Ю. А., Арчаков, А. И. (1972). Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. Москва: Наука. 252 с. EDN: https://elibrary.ru/pjbhrz
  4. Дерюгина, А. В., Иващенко, М. Н., Лодяной, М. С. (2022). Оценка резистентности мембран сперматозоидов быков в процессе долгосрочного хранения. Естественные и технические науки, 1(164), 107-109. EDN: https://elibrary.ru/qldsao
  5. Иващенко, М. Н., Дерюгина, А. В., Ермохина, О. Н., Игнатьев, П. С., Латушко, М. И., Метелин, В. Б., Белов, А. А., Ерзутов, А. И. (2024). Изменение метаболизма нативных и деконсервированных сперматозоидов быков под действием молекулярного водорода. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 16(3), 133-148. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2024-16-3-1152 EDN: https://elibrary.ru/locqfz
  6. Корочкина, Е. А., Мороз, А. И. (2022). Значение разбавителей спермы разных видов сельскохозяйственных животных в процессе ее криоконсервации. Генетика и разведение животных, (4), 108-113. https://doi.org/10.31043/2410-2733-2022-4-108-113 EDN: https://elibrary.ru/mzpqxd
  7. Максимова, М. А., Корочкина, Е. А. (2023). Криорезестентность спермы разных видов животных (обзор). Генетика и разведение животных, (4), 127-134. https://doi.org/10.31043/2410-2733-2023-4-127-134 EDN: https://elibrary.ru/ajouet
  8. Абилов, А. И., Решетникова, Н. М. (ред.). (2008). Национальная технология замораживания и использования спермы племенных быков-производителей. Москва. 160 с.
  9. Семенова, В. С., Шушакова, А. Д., Ивановская, М. М., Корочкина, Е. А. (2023). Влияние мезенхимальных стволовых клеток и их производных на качественные показатели спермы животных до и после криоконсервации (обзор). Генетика и разведение животных, (1), 89-95. https://doi.org/10.31043/2410-2733-2023-1-89-95 EDN: https://elibrary.ru/djolux
  10. Breitbart, H., Naor, H., Breitbart, Z. (1999). Protein kinases in mammalian sperm capacitation and the acrosome reaction. Rev Reprod, 4(3), 151-159. https://doi.org/10.1530/ror.0.0040151
  11. Das, A., Roychoudhury, S. (2022). Reactive Oxygen Species in the Reproductive System: Sources and Physiological Roles. Adv Exp Med Biol, 1358, 9-40. https://doi.org/10.1007/978-3-030-89340-8_2 EDN: https://elibrary.ru/keuqam
  12. Ickowicz, D., Finkelstein, M., Breitbart, H. (2012). Mechanism of sperm capacitation and the acrosome reaction: role of protein kinases. Asian J Androl, 14(6), 816-821. https://doi.org/10.1038/aja.2012.81
  13. O’Connell, M., McClure, N., Lewis, S.E.M. (2002). The effects of cryopreservation on sperm morphology, motility and mitochondrial function. Hum Reprod, 17, 704-709. https://doi.org/10.1093/humrep/17.3.704
  14. Ohno, K., Ito, M., Ichihara, M., Ito, M. (2012). Molecular hydrogen as an emerging therapeutic medical gas for neurodegenerative and other diseases. Oxid Med Cell Longev, 24, 353152. https://doi.org/10.1155/2012/353152
  15. Ohsawa, I., Ishikawa, M., Takahashi, K., Watanabe, M., Nishimaki, K., Yamagata, K. (2007). Hydrogen acts as a therapeutic antioxidant by selectively reducing cytotoxic oxygen radicals. Nat Med, 13(6), 688-694. https://doi.org/10.1038/nm1577
  16. Paoli, D., Lombardo, F., Lenzi, A. (2014). Sperm cryopreservation: effects on chromatin structure. Adv Exp Med Biol, 791, 137-150. https://doi.org/10.1007/978-1-4614-7783-9_9
  17. Pahune, P.P., Choudhari, A.R., Muley, P.A. (2013). The total antioxidant power of semen and its correlation with the fertility potential of human male subjects. J Clin Diagn Res, 7(6), 991-995. https://doi.org/10.7860/JCDR/2013/4974.3040
  18. Paudel, B., Gervasi, M.G., Porambo, J., Caraballo, D. (2018). Sperm capacitation is associated with phosphorylation of the testis-specific radial spoke protein Rspha. Biol Reprod, 100(2), 440-454. https://doi.org/10.1093/biolre/ioy202
  19. Qiu, P., Liu, Y., Zhang, J. (2019). Recent advances in studies of molecular hydrogen against sepsis. Int J Biol Sci, 15(6), 1261. https://doi.org/10.7150/ijbs.30741
  20. Roten, R., Paz, G. F., Homonnai, Z. T. (1992). Ca2±independent induction of acrosome reaction by protein kinase C in human sperm. Endocrinology, 131(5), 2235-2243. https://doi.org/10.1210/endo.131.5.1425422
  21. Ward, N. E., O’Brian, C. A. (1992). Kinetic analysis of protein kinase C inhibition by staurosporine: evidence that inhibition entails inhibitor binding at a conserved region of the catalytic domain but not competition with substrates. Mol Pharmacol, 41(2), 387-392. https://doi.org/10.1016/S0026-895X(25)08889-3

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).